建筑材料应用与检测 教案 作者 张凡 04砂石骨料应用与检测教案

第四章 砂石骨料应用与检测

学习目标：

能围绕普通混凝土各组成材料在混凝土中的作用，深刻理解普通混凝土的组成材料、混凝土骨料砂石的主要技术性质及质量控制，能根据所学知识分析和解块工程中一些实际问题。

能力要求：

会根据工程标准规范要求，完成现场砂石骨料质量的验收、取样、检测与评定、会对细骨料细度模数和粗骨料最大粒径确定的能力；会对混凝土用砂石合格与否做出正确判定的能力。

4.1混凝土组成材料概述

4.1.1混凝土的分类与特点

当今世界上用量最大的人工建筑材料 即是混凝土

（一）混凝土的定义：

混凝土是由胶凝材料、状粒材料、水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的。 在土木工程中，应用最广泛的是水泥混凝土：以水泥为胶凝材料，以砂、石为骨料，加水拌制成的混合物，经过一定时间硬化而成的水泥混凝土。

混凝土的优点：

原材料丰富，成本低；混凝土中80%以上的是砂、石子，资源十分丰富。

良好的可塑性；利用模板可以制成任何形状、尺寸的构件；

高强度,可用钢筋增强；；混凝土的抗压强度为20～55MPa.

良好的耐久性；有抗冻、抗渗、抗风化、抗腐蚀等性能，比钢材、木材更耐久； 缺点：自重大；脆性材料；

（二）分类：

（1）混凝土按胶凝材料分类：

1）水泥混凝土:在土木工程中应用最广泛； 2）石膏混凝土；

3）沥青混凝土：在公路工程中应用较多； 4）聚合物混凝土等

（2）按表观密度分类：

特重混凝土（ 0ρ>2500kg/m 3）； 普通混凝土（1900<0ρ<2500kg/ m 3）；轻混凝土（600<0ρ<1900kg/m 3）； 特轻混凝土( 0ρ<600 kg/m3)

（3

）按施工工艺分类

混凝土按施工工艺可分为泵送混凝土、预拌混凝土(商品混凝土)、喷射混凝土、真空脱水混凝土、压力灌浆混凝土(预填骨料混凝土)、造壳混凝土(裹砂混凝土)、离心混凝土、挤压混凝土、

真空吸水混凝土、热拌混凝土、太阳能养护混凝土等多种。

（4）按用途分类

混凝土按用途可分为防水混凝土、防射线混凝土、耐酸混凝土、装饰混凝土、耐热混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土、道路混凝土、水下浇筑混凝土等多种。

（5）按掺合料分类

混凝土按掺合料可分为粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、碱矿渣混凝土、纤维混凝土等多种。

另外，混凝土按每立方米中的水泥用量(C)分为贫混凝土(C≤170 kg)和富混凝土(C≥230kg)；按抗压强度(f cu)大小可分低强混凝土(f cu<30 MPa)、中强混凝土(f cu=30～60 MPa)、高强混凝土(f cu≥60 MPa)和超高强混凝土(f cu≥l00 MPa)等。

4.1.2混凝土的组成材料与应用

1．水泥：

（1）水泥品种的选择：主要根据混凝土工程的特点和所处的环境，参考规范选择；

（2）水泥强度等级的选择：一般来说，配制高强度的混凝土，选用强度等级高的水泥；配制低强度的混凝土，选用强度等级低的水泥。根据经验，一般水泥的强度为混凝土强度等级的（1.5～2.0）倍左右。

2.砂

砂是用于拌和物混凝土的一种细骨料，一般指自然形成或由机械破碎，粒径在5mm 以下的岩石石颗粒(按国家标准粒径为4.75mm，新标为5mm)。砂按加工方法来分有天然砂和人工砂。天然砂中按产源不同可分为河砂、海砂和山砂；人工砂按组成不同又可分机制砂和混合砂。机制砂指由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。混合砂由机制砂和天然砂混合制成的砂。砂按细度模数大小又分为：粗砂、中砂和细砂。其细度模数分别为：粗砂：3.7—3.1；中砂：3.0—2.3；细砂：2.2-1.6。

3。石

石子是指由天然岩石经人工破碎而成，或经自然条件风化、磨蚀而成的粒径大于5。00mm的岩石颗粒。由人工破碎的称为碎石，自然条件作用形成的为卵石。

4，混凝土用水：

凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制混凝土。

解析：普通混凝土（简称为混凝土）是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。

解析：海水中含有硫酸、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土工程。

4.1.3混凝土用细骨料技术性质 1、骨料：

普通混凝土所用骨料按粒径大小分为粗骨料和细骨料两种。

（1）粗骨料和细骨料划分的标准： 1）粗骨料：颗粒粒径大于5.00mm 的颗粒；混凝土用粗骨料通常有碎石和卵石两种。

2）细骨料：颗粒粒径小于5.00mm 的颗粒。 细骨料一般有河砂、海砂和山砂三类。

2．骨料的技术质量要求：

混凝土用砂按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)规定的技术标准主要包括有：泥和泥块含量、有害物质含量、坚固性、碱含量、级配和粗细程度、形状和表面特征及强度等。 3．砂的级配和粗细程度：

骨料的级配：----指骨料中不同粒径颗粒的搭配分布情况。

良好的级配，不但能减少水泥用量，而且提高混凝土的密实度、强度等性能。 粗细程度：-----指不同粒径的颗粒混合物的平均粗细程度

重点阐述筛分析法 将500g 干砂，依次通过一套孔径为4.75、2.36、1.18、0.660、0.30和0.15的六个标准筛，测量各筛筛余量的质量mi ，计算出各筛的分计筛余量和累计筛余量。

A,分计筛余量mi ：砂子通过六个标准筛时各筛上的筛余量，即mi(其中i=1,2,3,4,5,6)；B,分计筛余率

i α：各筛上的分计筛余量占砂样总质量（500g ）的百分率； C,累计筛余率 i A ：各筛与比该筛粗的所有分计筛余率之和；

),,,,,(,654321500==i m i i α ),,,,,(,654321==∑J A I J

J i α 级配划分的标准：按GB/T14684-2001标准规定，砂按0.60mm 筛孔的累计筛余百分率计，可分三个级配，具体参见教材P59 表5.5 砂的颗粒级配区

三个级配区：

I 级配区砂： A 4 =（85~71）%；

II 级配区砂： A 4 =（41~70）%；

III 级配区砂：A 4 =（16~40）%。